• 제목/요약/키워드: Seabed

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흐름과 파에 의한 해저지반내 간극수압의 발생과 액상화에 관한 해석적인 연구 (An Analytical Study on Generation of Pore-Water Pressures Induced by Flow and Waves in Seabed, and Resulting Liquefaction)

  • 이광호;김동욱;김도삼;배기성;전종혁
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.324-338
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    • 2015
  • 진행파 혹은 임의 반사율을 갖는 부분중복파 혹은 완전중복파-흐름-해저지반의 상호작용에 관한 해석해가 Lee et al.(2014; 2015a; 2015b; 2015c; 2015d) 및 Yamamoto et al.(1978)과 같은 다수의 연구자들에 의해 유도되었으며, 그들은 진동간극수압과 잔류간극수압을 별개로 취급하여 각 파동에 의한 지반응답을 논의하였다. 그러나, 실제 현장이나 실험에서 해저지반내 간극수압은 진동성분과 잔류성분이 별개로 나타나는 것이 아니고 그의 합 (전간극수압)으로 주어지기 때문에 전간극수압의 관점에서 반드시 검토될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 진동간극수압과 잔류간극수압뿐만 아니라 전간극수압의 측면에서 파동조건, 지반조건 및 흐름조건의 변화에 따른 지반응답의 변동특성을 논의하였으며, 더불어 이에 따른 액상화의 연직깊이에서 특성변화를 검토하였다. 이로부터 진행파와 순방향의 흐름의 공존장에서는 흐름속도가 증가할수록 무차원진동간극수압이 증가하고, 무차원잔류간극수압은 감소하여 결과적으로 무차원전간극수압이 작아지며, 무차원액상화 깊이도 감소하는 등의 지반응답특성을 확인할 수 있었다.

흐름과 완전중복파와의 공존장하에서 해저지반내 동적응답의 해석해 (An Analytical Solution of Dynamic Responses for Seabed under Flow and Standing Wave Coexisting Fields)

  • 이광호;김동욱;김도삼;김태형;김규한;전종혁
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.118-134
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    • 2015
  • 일정수심상에서 완전중복파와 흐름이 공존하는 경우 얕은 두께를 포함하는 유한두께 및 무한두께의 해저 지반내에서 동적응답을 나타내는 해석해를 유도한다. 이 때, Biot의 압밀이론에 기초하여 해저지반은 투과탄성매체로, 간극유체는 압축성으로, 그리고 지반내 간극수의 흐름은 Darcy법칙으로 각각 가정된다. 도출된 해석해는 기존의 해석결과와의 비교 검토로부터 검증되며, 실제 계산에서는 흐름속도, 입사파의 주기 및 지반두께 등의 변화에 따른 지반변위, 간극수압, 유효응력 및 전단응력의 변동특성을 면밀히 검토한다. 이로부터 흐름이 존재하는 경우 흐름으로 인한 입사파와 반사파의 주기 및 파장의 변화로 인하여 흐름이 없는 경우의 지반응답과는 많은 차이를 나타낸다는 것을 확인할 수 있다.

3차원 함몰 지형에서 소멸파 성분의 영향 (Effects of evanescent modes on three-dimensional depression of seabed)

  • 정태화;김형준;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권12호
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    • pp.1125-1133
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    • 2009
  • 파랑의 문제에서 진행파 성분 이외에 Laplace 방정식의 또 다른 해인 소멸파 성분은 주로 수심이 급하게 변화할 때 파랑의 변형에 영향을 미친다. 본 연구에서는 고유함수전개법을 사용하여 3차원 함몰 지형에서 파랑의 변형에 대한 소멸파 성분의 영향을 검토하였다. 먼저, 구간의 수와 소멸파 성분의 수에 변화를 주면서 수렴성 검사를 하였으며 다음으로 소멸파 성분을 고려하면서 3차원 함몰지형에서의 파랑변형을 연구하였다.

빙-해저지반 상호작용을 고려한 빙쇄굴 시뮬레이션 비교연구 (Comparative Study of Ice Gouge Simulation Considering Ice Keel-Seabed Interactions)

  • 신문범;박동수;서영교
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.556-563
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    • 2019
  • The ice keel gouge and seabed interaction is one of the major considerations in the design of an Arctic pipeline system. Ice keel and seabed interaction engineering models based on experimental data, which give an explicit equation for estimating the ice gouging depth, have been suggested. The suggested equations usually overestimate the ice keel gouging depth. In addition, various types of numerical analyses have been carried out to verify the suggested engineering model equations in comparison to the experimental data. However, most of numerical analysis results were also overestimated compared with the laboratory experimental data. In this study, a numerical analysis considering the contact condition and geostatic stress was carried out to predict the ice keel gouging depth and compared with the previous studies. Considering the previously mentioned conditions, more accurate results were produced compared with the laboratory experiment results and the error rate was reduced compared to previous numerical analysis studies.

CEL기법을 이용한 앵커 끌림 시뮬레이션에 의한 Rock-berm 설계 (Design of Rock-berm by Anchor Dragging Simulation using CEL Method)

  • 신문범;박동수;서영교
    • 한국해양공학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.397-404
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    • 2017
  • In this study, an anchor dragging simulation was performed using the CEL method to design a rock-berm, which is a protection method for submarine cables. In order to simulate an anchor drag, preliminary simulations were first performed to determine the initial anchor penetration depth, anchor drag velocity, drag angle, and distance between the anchor and rock-berm. Based on the preceding simulation results, a safe rock-berm design for protecting the submarine cables was simulated to calculate the anchor penetration depth by the anchor dragging. As a result, the penetration depth of the anchor was found to be shallower in a hard seabed, and the penetration depth was deeper in a soft seabed, the height of the rock-berm was determined according to the physical properties of the seabed.

Estimation of Penetration Depth Using Acceleration Signal Analysis for Underwater Free Fall Cone Penetration Tester

  • Seo, Jung-min;Shin, Changjoo;Kwon, OSoon;Jang, In Sung;Kang, Hyoun;Won, Sung Gyu
    • 한국해양공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.202-207
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    • 2020
  • A track-type underwater construction robot (URI-R) was developed by the Korea Institute of Ocean Science & Technology. Because URI-R uses tracks to move on the seabed, insufficient ground strength may hinder its movement. For smooth operation of URI-R on the seabed, it is important to determine the geotechnical properties of the seabed. To determine these properties, standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), and sampling are used on land. However, these tests cannot be applied on the seabed due to a high cost owing to the vessel, crane, sampler, and analysis time. To overcome these problems, a free fall cone penetration tester (FFCPT) is being developed. The FFCPT is a device that acquires the geotechnical properties during impact/penetration/finish phases by free fall in water. Depth information is crucial during soil data acquisition. As the FFCPT cannot measure the penetration depth directly, it is estimated indirectly using acceleration. The estimated penetration depth was verified by results of real tests conducted on land.

천해에서 측정한 선박 방사소음 스펙트로그램의 줄무늬 패턴에 나타나는 해저면 전단성 영향 (Influence of the Shear Property of Seabed Appearing in the Striation Pattern of the Spectrogram of Ship-radiated Noise Measured in a Shallow Sea)

  • 이성욱;한주영;백운;나정열
    • 한국음향학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.197-205
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    • 2004
  • 천해에서 측정한 선박 방사소음의 거리-주파수 영역 스펙트로그램에 나타나는 줄무늬 패턴 기울기의 부호 변화 원인에 대한 분석 결과를 수록하였다. 모드 이론에 근거한 수치 모델을 이용하여 해저면 음향 특성을 변화시켜 가며 모의한 줄무늬 패턴과 분산 특성을 분석한 결과는 측정 신호에 나타나는 줄무늬 패턴 기울기의 부호 변화가 해저면의 전단성, 보다 구체적으로는 두께가 약 3±1m 정도일 것으로 예상되는 퇴적층의 하부에 존재하는 기반암의 전단성에서 기인한 특징임을 보여주었다.

수위변동에 따른 갯벌의 물리적 환경특성의 변화 (Variation of Physical Characteristic of Tidal Flat's Environment by Water Level Change)

  • 박종화
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • This paper described the results of the characteristics of the near-bottom flow and field analysis of the tidal flats sediment. It was the aim of this paper to grasp current flow of tidal flat's environment and influence factor for environmental change forecast of tidal flats. Field measurement of water velocity, water elevation, bed materials test, and temperature distribution of tidal flat were conducted. Thereafter, current flow, turbidity and temperature distribution of tidal flat sediment have been discussed. The field research results showed that the fluctuating velocity near the seabed before and after its appearance at low tide was strongly affected by the wind wave. The resuspension of the sea-bottom sediment took place with great intensity before and after the appearance of the seabed at low tide. Both the sea water level and the weather condition were a significant influential factors. Such as, temperature and turbidity just on the surface and the shallow layer of seabed sediments were varied largely with time and weather conditions, but that its deeper layers was almost constant. Temperature on the seabed sediments was strongly influenced by irradiance and water depth. The temperature variation of the tidal flat and the variation characteristics of the current flow and turbidity depend greatly on the inhabiting environment of the tidal flat benthic organism.

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A study of the kinematic characteristic of a coupling device between the buffer system and the flexible pipe of a deep-seabed mining system

  • Oh, Jae-Won;Lee, Chang-Ho;Hong, Sup;Bae, Dae-Sung;Cho, Hui-Je;Kim, Hyung-Woo
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권3호
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    • pp.652-669
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    • 2014
  • This paper concerns the kinematic characteristics of a coupling device in a deep-seabed mining system. This coupling device connects the buffer system and the flexible pipe. The motion of the buffer system, flexible pipe and mining robot are affected by the coupling device. So the coupling device should be considered as a major factor when this device is designed. Therefore, we find a stable kinematic device, and apply it to the design coupling device through this study. The kinematic characteristics of the coupling device are analyzed by multi-body dynamics simulation method, and finite element method. The dynamic analysis model was built in the commercial software DAFUL. The Fluid Structure Interaction (FSI) method is applied to build the deep-seabed environment. Hydrodynamic force and moment are applied in the dynamic model for the FSI method. The loads and deformation of flexible pipe are estimated for analysis results of the kinematic characteristics.

다양한 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율 해석 (Analysis of Reflection Coefficients of Waves Propagating over Various Depression of Topography)

  • 강규영;정태화;조용식
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권11호
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    • pp.899-908
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    • 2007
  • 본 연구에서는 고유함수 전개법을 이용하여 다양한 형태의 함몰지형 위를 통과하는 파랑의 반사율을 계산하였다. 기울기와 곡률이 변하는 지역에 고유함수 전개법을 적용하여 해석 시 필요한 적절한 구간의 수와 소멸파 성분의 개수를 제안하였다. 천해역 및 중간수심영역을 만족하는 조건에서 다양한 형태의 함몰지형에 대해 반사율을 계산하여 최적의 효율을 가지는 단면의 형상을 제시하였으며 최적 단면을 2열 및 3열로 배열하여 배열 간격에 따른 반사율을 계산하였다.